【文章內(nèi)容簡介】 毛坯余量的確定，加工余量可以由 《 機(jī)械 制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》 查到。查表（表 26） 可知，要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項因素。 由彈簧吊耳的功用及其技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。 已知機(jī)械加工后某溝槽凸輪的重量為 ，由此可初步估計機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為 。 國標(biāo)規(guī)定了圓形，柱雷和盤類自由鍛件的機(jī)械加工余量與公差， 對某溝槽凸輪零件圖進(jìn)行分析計算，可大致 確定適合范圍 （ ≤ H ≤ D）盤類。 根據(jù)該某溝槽凸輪的形位特點，故選擇零件高度方向的對稱平面為分模面，屬平直分模線，如圖 某溝槽 凸輪 鍛造毛坯圖所示 ： 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 溝槽凸輪的工藝分析 9 圖 零件毛坯圖 由 溝槽凸輪 零件圖可知，該零件各加工表面的粗糙度 Ra 均大于 m? 。 根據(jù)上述各因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差及機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列于如下 中。 毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量 寬度為： 26? 表 26 直徑為： 27? 表 26 上面 注 的 “表 26”出自《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》 下文所注的表均出自《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》。 該 溝槽凸輪的溝槽側(cè)面的垂直度公差為 ， 配合精度為 H7，表面粗糙度為 。中心孔的垂直度公差 為 ， 孔的配合精度為 H7，表面粗糙度為 。其他部位的表面粗糙度為 。 去毛刺，倒 圓角，并進(jìn)行熱處理，使零件達(dá)的綜合性能達(dá)到零件的使用要求。 某溝槽凸輪零件的工藝路線擬定 工藝路線的擬定包括：定位基準(zhǔn)的選擇；各表面加工方法的確定；加工階段的劃分；工序集中程度的確定；工序順序的安排。 擬定工藝路線的第一步確定定位基準(zhǔn)，先考慮精基準(zhǔn)來加工各表面，在選擇粗基準(zhǔn)把精基準(zhǔn)的表面先加工出來。 某溝槽凸輪零件加工工序包過：切屑加工工序 、 銑屑加工工序和輔助加工工序，這些工序都直接影響到零件的加工質(zhì) 、 量生產(chǎn) 效率和加工成本。 加工工藝方案一 采 用普通的機(jī)械車床加工方法： 工序一：下料 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 溝槽凸輪的工藝分析 10 工序二： 以 φ 150的 外輪廓為粗基準(zhǔn)銑某溝槽凸輪的兩端面 工序三：以 φ 150的 外輪廓為粗基準(zhǔn)粗車某溝槽凸輪的外輪廓 工序四： 以 φ 150的 外輪廓為粗基準(zhǔn)鉆 、 擴(kuò) 、 鉸孔 工序五：以 φ 12的中心 孔為精基準(zhǔn)半精銑 、 精銑某溝槽凸輪的兩端面 工序六：以 φ 12的中心 孔為精基準(zhǔn)半精車 、 精車某溝槽凸輪的外輪廓 工序七：以 φ 12的中心 孔為精基準(zhǔn)銑溝槽 工序八：倒角 、 去毛刺 工序九：入庫 加工工藝方案二 在 數(shù)控 銑 床 加工中 ，溝槽凸輪的加 工工序比較集中，在一次裝夾中，盡可能完成全部的工序。根據(jù)數(shù)控銑床的特點，為保持?jǐn)?shù)控銑床的精度，降低生產(chǎn)成本，延長使用壽命，通常把溝槽凸輪零件的粗加工放在普通車床上加工，特別是基準(zhǔn)面 、 定位面的加工放在普通車床上進(jìn)行。 具體工序如下： 工序一： 下料 ； 工序二：以 φ 150外輪廓為粗基準(zhǔn)銑某溝槽凸輪的兩端面 ，采用數(shù)控銑床 ； 工序三：以 φ 150外輪廓為粗基準(zhǔn)粗車某溝槽凸輪的外輪廓 ； 工序四：以 A面為基準(zhǔn)定位鉆 、 擴(kuò) 、 鉸中心孔 ； 工序五：以 φ 12 中心孔為基準(zhǔn)半精銑某溝槽凸輪的一 端 面 和某溝槽凸輪的另一端面 ； 工序六： 以 φ 12中心孔為基準(zhǔn)半精銑 、 精銑某溝槽凸輪的溝槽 ； 工序七：去毛刺 ； 工序八 : 檢驗 、 入庫 。 工序方案的比較分析 由于每個零件的結(jié)構(gòu)形狀不同， 各表面的技術(shù)要求也不同，所以按加工時的定位方式劃分工序，也就是以完成相同表面的那一部分工藝過程為一道工序。對于加工表面多而 復(fù)雜的零件，可以按其結(jié)構(gòu)特點（如內(nèi)型 、 外型 、 曲面和平面等）劃分多道工序。一般加工外形時，以內(nèi)形定位，加工內(nèi)形時以外形定位。因而可以根據(jù)定位方式的不同來劃分工序。 故在選擇并做出決定時，并 結(jié)合本單位的實際，如生產(chǎn)的批量 、 生產(chǎn)的周期 、 工序間周轉(zhuǎn)情 況等。總之，要盡量做到合理，立于解決難題 、 攻克關(guān)鍵點和提高 生產(chǎn)效率。 適合數(shù)控銑削加工零件的 一般 加工順序 為 ： ； ； 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 溝槽凸輪的工藝分析 11 ； 4． 精加工主要表面 ； 5． 檢驗 、 入庫 。 確定工藝路線 根據(jù)以上原則 并考慮到該 溝槽凸輪的結(jié)構(gòu) 特點，由于結(jié)構(gòu)較為 簡單，不需要經(jīng)過多次裝夾就可以完成零件的加工。 而以上這些 零件的特點都符合數(shù)控機(jī)床的特點，故我們的加工工藝方案采用方案如下： 工序一：下料 ； 工序二：以 φ 150外輪廓為粗基準(zhǔn)銑某溝槽凸輪的兩端面 ； 工序三：以 φ 150外輪廓為粗基準(zhǔn) 粗車某溝槽凸輪的外輪廓 ； 工序四：以 A面為基準(zhǔn)定位鉆 、 擴(kuò) 、 鉸中心孔 ； 工序五：以 φ 150外輪廓為 基準(zhǔn)半精銑某溝槽凸輪的一面 ； 工序六：以 φ 150 外輪廓為 為基準(zhǔn)半精銑 、 精銑某溝槽凸輪的另一面，并半精銑 、精銑某溝槽凸輪的溝槽 ； 工序七：去毛刺 ； 工序八 : 檢驗 、 入庫 。 工件的定位基準(zhǔn)及定位基面 在進(jìn)行溝槽凸輪零件溝槽 粗銑加工工序時， φ 150 外圓端面已經(jīng)粗銑， 以 φ 150外輪廓 已經(jīng)粗車 ，故選 溝槽凸輪 以 φ 150 外圓端面作為定位基面。并使用一 端面外圓組合基準(zhǔn)定位，以三爪卡盤為第一定位 基準(zhǔn)限制工件的 四 個自由度，端面應(yīng)一點接觸，限制一個自由度，工件以 以 φ 150 外圓 及端面為定位基準(zhǔn)，在帶三爪卡盤 和 支撐板上實現(xiàn) 定位。夾緊時， 由三爪卡盤 夾緊 以 φ 120外圓 。 工件中的六點定位規(guī)則 把溝槽凸輪 零件看做是一個自由剛體，在空間直角坐標(biāo)系中，有六個方向運(yùn)動的可能性，即沿三個坐標(biāo)軸方向的移動（ zyx , ）和繞著三個坐標(biāo)軸方向的轉(zhuǎn)動。該零件采用的是一 端面外圓 定位，其中 φ 150 外圓 以限制工件的 X， Z 方向的移動和轉(zhuǎn)動。 圖 矩形工件 圖 圓柱形工件 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 溝槽凸輪的工藝分析 12 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用 機(jī)床設(shè)備的選用 正確的選擇機(jī)床設(shè)備是一件很重要的工作，它不但直接影響工件的加工質(zhì)量，而且還影響工件的加工效率和制造成本。選擇機(jī)床應(yīng)考慮以下幾個因素： ，應(yīng)避免盲目加大機(jī)床規(guī)格。 。 機(jī)床的生產(chǎn)效率應(yīng)與被加工工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 。如果工件的尺寸太大，精度要求過高，沒用相應(yīng)的設(shè)備可供選擇時，就需改裝設(shè) 備或設(shè)計專用機(jī)床。 在大批生產(chǎn)的條件下，可選用高效的專用設(shè)備和組合機(jī)床 ，也可選用通用設(shè)備。所選用的通用設(shè)備應(yīng)提出機(jī)床型號，如該 溝槽凸輪零件選用的通用設(shè)備 的型號為“ XK8140A” “ Z550” “ CK6125A” 。 表 1— 2 數(shù)控車床參數(shù) 名稱 參數(shù) 名稱 參數(shù) 機(jī)床型號 CK6125A 刀架最大 X向行程 /mm 200 盤類零件 最大車削直徑 /mm 250 刀架最大 Z向行程 /mm 250 軸類零件 最大車削直徑 /mm 250 主軸轉(zhuǎn)速 (r/mm) 50～ 3000 溜板最大行程 X向 /mm 200 主軸轉(zhuǎn)速級 數(shù) 無極 溜板最大行程 Z向 /mm 250 主電動機(jī)功率 /kw 最大工件長度 /mm 數(shù)控系統(tǒng) FANUC 主軸孔徑 /mm 38 控制軸數(shù) 2軸 主軸錐孔 莫氏 5號 聯(lián)動 軸數(shù) 2軸 工藝裝備的選用 工藝裝備主要包括刀具，夾具和量具。該 溝槽凸輪零件的工藝裝備在工序卡中都有說明，其中由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故夾具選用的是專用夾具。 ，工序尺寸和公差的確定 工序 1 工 序 1— 加工 mm159? 孔兩外圓端面至設(shè)計尺寸的加工余量，工序 尺寸和公差的確定 ： 第一道工序的加工過程為： mm159? 左端面 A定位，粗銑右端面 B，保證工序尺寸 1P ，余量 1Z ； 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 溝槽凸輪的工藝分析 13 mm159? 右端面 B 定位，粗銑左端面 A，保證工序尺寸 2P ，余量 2Z ,達(dá)到零件圖設(shè)計尺寸 D的要求， ?? 。 由 圖 ，可以找出全部工藝尺寸鏈，如圖 所示， 求解各工序尺寸及公差的順序如下： 圖 第 1 道工序加工方案示意圖 (a) （ b） 圖 第 1 道工序工藝尺寸鏈圖 ， mmDP 0 1 0 5 1 5 0 ???? ； 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 溝槽凸輪的工藝分析 14 ， 221 ZPP ?? , 其中 2Z 為粗銑余量，由 表 235，由于 B 面的加工余量是經(jīng) 粗銑一次切除的，故 2Z 應(yīng)等于 B 面的毛坯余量，即 mmZ 32 ? ，mmZPP 1533150221 ????? 。由 表 120 確定該粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級為IT=12，其公差值為 ，故 mmP )(1 ?? 。 為驗證確定的工序尺寸及公差是否合理，還需對加工余量進(jìn)行校核。 余量 2Z 的校核。在圖 2512b所示的尺寸鏈中 2Z 是封閉環(huán)，故： mmPPZ 4 5 3m i n2m a x1m a x2 ????? mmPPZ 5 5 2m a x2m i n1m i n2 ????? 余量校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸及公差是合理的。 將工序尺寸按“入體原則”表示： mmP 150 ??? ， mmP 0 153 ?? 。 工序四 工序四 — 鉆 擴(kuò) 鉸 ?? 孔的加工余量，工序尺寸和公差的確定 ： 由 表 228 可查得，精鉸余量 mmZ j ? ；粗鉸余量 mmZC ? ；擴(kuò)孔余量mmZK ? ；鉆孔余量 mmZZ 11? 。查 表 120 可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為：精鉸： IT7；粗鉸： IT10；擴(kuò)孔： IT11；鉆： IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》表 24標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為：精鉸：；粗鉸： ；擴(kuò)孔： ；鉆： 。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸： ?? ；粗鉸： ?? ；擴(kuò)孔： ?? ；鉆孔： ?? ，它們的相互關(guān)系如圖 所示。 加工方向12+0. 0 1 5 0 圖 鉆 擴(kuò) 鉸 ?? 孔加工余量，工序尺寸及公差相互關(guān)系圖 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 溝槽凸輪的工藝分析 15 確定切削某溝槽凸輪用量及基本工時（機(jī)動時間） 工序 2：粗銑 mm150? 外 圓端面 所選用的機(jī)床為 數(shù)控銑床 （ XK8140A），所選刀具為 高速鋼 圓柱形銑刀 ，具體參數(shù)為：直徑 d=63mm， 粗齒數(shù) z=6，細(xì)齒數(shù) z=10。 粗銑 ： 銑削深度 wa ： mmaw 3? 每齒進(jìn)給量 fa ：根據(jù)表 57，按機(jī)床功率為 取 zmma f /? 銑削速度 V ：參照 表 59，取 min/ mV ? ， 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 01000Vn d?? 式（ 371） 取 V = min/45m , 0d = mm63 代入公式（ 371）得： m i n/ m i n/451000 rmmmn ???? 根據(jù) 表 415，取 min/210rn ? 實際銑削速度 V? ： min/ min/ 0 mrmmndV ?????? ? 工作臺每分進(jìn)給量 mf ： m z wf f zn? 式（ 372） 取 zf = ? ， 6Z? ， wn = min/210rn ? 代入公式（ 372）得： mf ? m i n/ i n/ mmr ??? 取 m in/100 mmfm ? 根據(jù)表 543可得 ： 被切